基于有限元和试验的热轧带钢残余应力减量化

 研究残余应力减量化技术可提高热轧带钢板形质量。有限元技术及相应的试验验证已广泛应用于工业生产,采用该方法对带钢层流冷却过程中的温度、相变及应力耦合进行求解,对于分析带钢轧后冷却不均、应力应变不均及翘曲具有重要意义。基于ABAQUS建立热轧带钢在密集冷却工艺条件下的有限元模型,实现温度、相变和应力三者的耦合计算,并进行温度测试、材料微观组织测试及应力测试等多个试验验证。计算结果表明,减小带钢进入层流冷却前的初始温差、采用边部遮挡技术对减少带钢残余应力均具有积极的意义。通过一个改善初始温差分布进而改善带钢残余应力的实例,验证了提出的方法和结论的正确性。     

冷轧高强集装箱板轧制稳定性控制技术

 冷轧高强集装箱板由于其屈服强度、成形性能及尺寸精度的要求,对冷轧轧制稳定性和板形控制提出极大挑战。针对某钢厂薄规格冷轧高强集装箱板生产过程存在的肋浪和边裂情况进行分析,采用试验方法研究了热轧带钢库区冷却过程对钢卷温度及性能均匀性的影响,利用数值模拟的方法研究了该钢种在UCM机型冷轧轧制过程中带材变形特征,揭示了带材浪形和边裂的并发机理,同时分析了不同工艺对带钢变形均匀性的影响规律。结合理论及仿真分析,提出了针对热卷性能均匀性及酸轧轧制稳定性的优化方案,改进后冷轧板形质量明显提高,带材边裂缺陷完全消除,冷轧高强集装箱板的轧制稳定性及产品质量均得到大幅提升。     

某热轧1580生产线工作辊热凸度分析研究

热轧精轧机换辊、轧制中断、轧制节奏明显变化等工艺条件下,容易出现较大偏差,导致轧制不稳定、板形有质量缺陷等问题。对首钢某热轧1580生产线工作辊冷却方式进行改造,由辊身均匀冷却方式改为中段集中冷却方式,以便降低工作辊中部温度、减小中部与端部的温差,从而获得较好的工作辊热凸度轮廓曲线,轧制出板形和表面质量良好的带钢产品。     

JCC-6M-T合金带材生产工艺对组织和性能的影响

制备JCC-6M-T合金带材时,水平连铸、轧制和去应力退火工艺对该合金的铸坯、带材组织、性能和质量均产生一定影响。试验结果表明：优化水平连铸铸造温度和拉铸速度,能改善铸坯的晶粒组织和结晶;优化轧制工艺规程,能保证该合金带材较高的性能,有利于改善带材的轧制板型;优化去应力退火工艺,制备的合金带材在后续蚀刻时不会发生翘曲。     

冷轧板带残余应力求解分析

冷轧板带残余应力是影响板带质量的重要因素。为了提高板形质量,根据板带轧制前后体积不变原理,推导了残余应力的数学模型,采用有限元法对板带失稳时的临界载荷进行了求解,运用解析法和有限元法相互耦合的计算方法建立了板带失稳后的残余应力修正模型。结果表明:初始残余应力的作用使板带产生了失稳,因此需要对残余应力进行修正计算,修正后的残余应力与现场实测结果有较好的一致性。     

温度控制技术在轧钢过程中的应用和拓展

介绍了在冷轧薄板轧制过程中所使用的温度控制技术.传统的温度控制是控制轧辊温度以实现对板形质量的控制,此轧辊温度模型是计算轧辊与冷却液间的热量交换.从使用情况看,传统的模型对板形质量的控制有一定的波动,板形质量不能达到理想的目标.将传统的轧辊温度技术拓展到带钢温度控制技术上,能有效地提高板形质量.带钢温度模型用于计算轧制带钢时带钢温度增量(由轧辊的变形引起的带钢温度增量)和轧制后的带钢冷却温度.生产结果表明,使用拓展的带钢温度模型控制轧制的冷轧薄板极大地提高了板形质量.     

电磁加热梁在带钢板形优化中的设计与应用

 在带钢轧制过程中,针对工作辊轴向方向凸度分布不均匀造成轧后带钢内部应力分布不合理,导致带钢局部出现黏结被撕断的问题,根据涡流加热原理,设计了电磁加热梁装置,动态地改变工作辊局部圆周凸度,降低轧后带钢内部的残余应力。该装置与板形控制系统有效结合,使板形测量值更加接近于设定值。经过现场测试和工业验证,该装置有效降低了带钢内部应力分布不合理状况,达到提高板形控制精度、改善带钢板形质量的目的,满足了轧机的精细板形控制要求。     

高强钢SFB700热轧板形缺陷的成因及控制措施

分析3.0～6.0 mm厚规格的SFB700热轧板边部浪形缺陷的形成原因,主要在于轧制精轧出口板型控制边浪趋势,与带钢在轧后冷却时边部冷却不均有关。通过优化精轧板形控制策略、调节层冷区域两侧水量差及侧喷水角度减少边部浪形缺陷的产生,并采用新的平整工艺有效消除边部浪形,显著降低了SFB700边浪缺陷的发生率。     

热轧带钢局部硬度对冷轧带钢板形的影响

考虑轧件材质横向差异对冷轧带钢板形的影响,采用末架轧机出口带材横向厚度分布和板形作为验证模型精度的指标,定量研究了热轧来料局部硬度对冷轧带钢板厚和前张应力分布的影响程度及规律,通过与现场实测数据的对比,证明该模型提高了轧后板形的计算精度。研究结果显示,局部硬度对冷轧带材的张应力分布影响显著,附加张应力与硬度峰高度成正比,给出了冷连轧过程中轧后带材附加厚度和附加张应力与热轧来料局部硬度的关系。     

板形分段冷却的模糊控制

分段冷却控制是改善带钢板形质量的重要手段之一。将模糊控制理论引入到本钢冷轧机组分段冷却控制中，建立起新的分段冷却控制模型，取得了很好的效果，对提高带钢板形质量起到了重要作用。     

冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制

针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。     

冷轧工作辊热凸度及其对板形影响

冷轧过程中工作辊的热凸度变化是决定带材板形质量的重要因素,研究分析工作辊的热变形及其对板形的影响对于提高带材质量有着重要的意义.以某厂1 450 mm冷连轧生产线为研究对象,运用大型有限元分析软件ANSYS与LS-DYNA分别建立四机架与五机架的工作辊二维热凸度有限元仿真模型和三维有限元轧制仿真模型,并将2个仿真模型相...     

A new cold rolling lubrication method combining emulsion and neat oil lubrication

The cooling and lubrication process is one of the key processes in cold rolling,as it not only determines surface quality and strip shape,but also reduces the rolling power consumption and extends the life of the roll even during high-speed operation.In this study,an innovative method combining emulsion lubrication and neat oil lubrication was used to solve some problems associated with individual passes.Laboratory tests on stainless steel strips showed that this new lubrication method could improve the surface quality of the strip,control the rolling friction in the deformation zone,and has the potential of making lubrication systems simpler and easier to operate, all while reducing the negative environmental impact from emulsion processing.     

Full-length model with multi-point settings for finishing rolling

Thickness,width,temperature,and profile are considered as control targets in process control of hot strip finishing rolling. The pre-calculated settings of the model information include rolling force,cooling water flow between stands,bending force,and roll shifting position. Without changing the load distribution,the interaction among thread speed,rolling force,rolling power,and cooling water flow between stands is comprehensively considered based on the quantifiable relationship among speed,force,and temperature. This paper proposes a full-length multi-point-setting model that uses the settings of strip head to combine the rolling speed diagram with the target finishing mill delivery temperature( FDT) to achieve the calculation of the control parameters along full length of strip. Traditional models cannot effectively predict rolling force of strip body or the maximum and minimum temperatures of FDT. It is also difficult for traditional models to suppress fluctuations in shape accuracy of full-length strip or improve the shape accuracy of the product. Calculation results show that the proposed full-length multi-point-setting model can provide the control parameters for temperature and rolling-force over full length of strip,predict the risk of rolling exceeding the equipment capability,and improve the shape accuracy and rolling stability of hot-rolled products.     

65Mn热轧带钢开裂缺陷分析及控制

针对65Mn热轧带钢在生产过程中出现的开裂缺陷，从成分分析、检测、原理、试验几个完整的方面进行研究，主要包括化学成分检验、金相分析、开裂断口扫描、显微硬度检测及轧后冷却方式试验对比。结果表明，马氏体相变产生的内应力超过了带钢的抗拉强度是导致65Mn带钢表面开裂的主要原因。针对该问题，通过增加侧喷吹扫能力、提高层冷冷却均匀性、避免堆冷轧后冷却工艺等措施，避免了带钢发生局部过冷及马氏体相变，解决了65Mn热轧带钢的开裂缺陷，满足了下游用户的应用需求。     

Great reduction pratice of SUS304 in cold-rolling

SUS304 stainless steel is typical of austenitic stainless steel,which organization is metastable austenite,easily appears work hardening in cold rolling.According to the common process,the max reduction of cold rolling in one stage is below 80%,we try to rasie the max reduction to 90%in one stage (wecalled that "great reduction" ) from the view of cuting cost.Due to the work hardening,great reduction brings lots of problem(the difficulty of flatness control,strip break..etc)。This article analyzed the great reduction from properity of SUS304 steel,mill types,flatness control,rolling technics etc,supplied the corresponding solutions,and formed a sophisticated great reduction theory. This article focuses on the unusual thermal crown of raw materials(ie,abnormal distribution of horizontal thickness) and the rolling force fluctuations in "great reduction" rolling.First,the "distortion" phenomenon which caused by unusual thermal crown of raw materials is explained,wedge-shaped strip In coiling, because of a big difference in thickness on both sides,leads to different compressive stress on both sides of flatness roll,so that the flatness measurement is distorted;Second,the "strip shifting" phenomenon caused by wedge shape of strip is explained,we analysis the stress on both sides of the strip,concluded that the wedge-shaped strip on the coiler will shift to the thick side of the deviation,the amount of strip shifting is related to the wedge level;Because of the characteristics of SUS304,the strip is difficult to be rolled in the last few passes.so the strip breaking is easily occurred,we found the reasonable parameters(rolling speed, cooling oil,tension,etc) to solute that problem;The deviation of rolling force will cause the shape of the roll gap,thus affecting the shape control,especially in the head and tail part of the strip,It is important to minimize the deviation of rolling force;The "great reduction" process provide the favorable flatness(< 8I-unit) and thickness deviation which less than±3 um,with no significant difference between common process.In mechanical properties,the elongation of the great reduction strip is less than common products by 2%-3%,but that can be adjusted through the annealing process improvement.At present,we have been using this technology for mass production,achieving good economic benefits.     

二十辊森吉米尔轧机板形控制方法

介绍了二十辊森吉米尔轧机板形控制方法和各道次板形控制要求。二十辊森吉米尔轧机虽然具有很强的板形控制能力,然而也同样具有可逆冷轧机的一些缺点,如起车轧制和甩尾作业板形变化剧烈,甚至轧制过程中均需要操作工手动控制,二十辊森吉米尔轧机板形调控手段虽多,但有时并不能轻易地消除复杂的不良板形。生产实践表明,预设好第 1 中间辊第 1 道次起车值、控制好带钢板形对称和带钢边部受力情况以及统一规范各道次的轧制板形控制均能有效避免断带,保证二十辊森吉米尔轧机顺稳轧制,提高硅钢产品板形的均一性。     

细晶粒低碳钢的轧制工艺对显微组织的影响

 细晶粒低碳钢生产的关键技术在于控轧控冷。前人虽对轧制温度、压下制度、冷却速度等对组织的影响的一般规律做了研究总结,但在生产实际中,需对成本、能耗、板形及轧机负荷能力等进行综合考虑,因此需要优化工艺参数。利用热模拟机对超细晶粒钢板的生产过程进行了模拟,工艺参数尽量贴近生产实际。对试样的微观组织进行了观察,总结了冷却速度、压下量分配制度、终轧温度等工艺参数对组织的影响规律,为在线轧制工艺的制定提供了帮助。     

980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

特殊断面宽钢带轧制变形过程数值模拟仿真及分析

利用有限元软件对特殊断面宽钢带的轧制过程建立了仿真模型,并利用LS/Dyna软件对轧制过程进行了仿真模拟,得出了特殊断面宽钢带的变形情况。结果表明,在满足合理配辊制度的条件下,轧件的板形良好,应力分布均匀;合理的轧制制度能够使得金属流动均匀,轧制力分布得到改善。